JP2020163355A - 圧力及び分散度を検出可能な混練装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、密閉式混練装置では、混練時間、混練装置内部の温度、消費電力量、ラム位置などの外部観測できる値を測定し、これらの値が所定の値に到達したら混練工程を終了するという管理により製造物の品質を一定に維持している。しかしながら、これらの値は、混練物の状態を間接的に表したものに過ぎず、実際に混練物がどのような状態であるのかは不明である。一方、混練物の状態を直接的に確認する方法としては、密閉式混練装置を開閉して混練物の一部をサンプリングし、このサンプリングした混練物に対して所定の検査を行う方法もあるが、作業効率の点から望ましくない。
すなわち、本発明の課題は、混練処理中であっても、混練装置内の混練物の状態を正確に確認することが可能な混練装置を提供することである。
すなわち、本発明は、以下の混練装置及び混練物の製造方法である。
分散質を含む混練物において、分散質の分散状態を示す指標は、混練物にかかる圧力値により変動する。よって、上記の混練装置によれば、混練物にかかる圧力値に基づいて混練物中の分散質の分散状態を判定するため、混練物の分散状態を正確に判定することができる。
導電性を有する分散質を含む混練物において、分散質の分散状態を示す指標は、混練物にかかる圧力値により変動する。よって、上記の特徴によれば、導電性を有する分散質を含む混練物の電気特性値を測定して、この電気特性値により混練物中の導電性を有する分散質の分散状態を測定し、圧力測定部により測定される圧力値による補正を加えることで混練物の分散状態を直接的に、正確に確認することができる。
導電性を有する分散質を含む混練物において、分散質の分散状態を示す指標は、混練物にかかる温度値により変動する。よって、上記の特徴によれば、導電性を有する分散質を含む混練物の電気特性値を測定して、この電気特性値により混練物中の導電性を有する分散質の分散状態を測定し、圧力測定部により測定される圧力値及び温度測定部により測定される温度値を用いて補正を加えることで混練物の分散状態を直接的に、正確に確認することができる。
混練物の電気特性値を測定する電気特性測定部と、混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定部が装置内で離れた位置に配置されると、電気特性値と圧力値は、異なる状態の混練物に対して測定されるおそれがある。この混練装置によれば、電気特性測定部と圧力測定部が近傍に配置されるため、同一あるいは近似した状態の混練物に対して電気特性値と圧力値を測定することができる。そのため、この混練装置は、圧力値で電気特性値を補正する際に適切に補正され、より正確に混練物の分散状態を判定することができるという効果を奏する。
この混練装置によれば、圧力値と電気特性値を測定する部位を限局して配置することによって、混練物の同一箇所について圧力値と電気特性値を測定することができる。そのため、この混練装置は、圧力値で電気特性値を補正する際に適切に補正され、より正確に混練物の分散状態を判定することができるという効果を奏する。
この混練物の製造方法によれば、混練物にかかる圧力値に基づいて混練物中の導電性を有する分散質の分散状態を判定するため、混練物の分散状態を正確に判定することができる。
なお、実施態様に記載する混練装置については、本発明に係る混練装置を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
また、以下の実施態様に記載する混練装置の説明は、これに相当する混練物の製造方法の各ステップの説明に置き換えることができる。
また、本発明における分散質は、粒状の物質であり、非導電性の分散質でも導電性を有する分散質でもよい。非導電性の分散質としては、例えば、シリカ粒子、硫黄粒子などが挙げられ、導電性を有する分散質としては、例えば、カーボン粒子、金属粉などが挙げれる。
図1は、本発明の第1の実施態様における混練装置1Aの構造を示す概略説明図である。なお、図1(A)中の一点鎖線は、各部位の電気的な接続を示している。第1の実施態様では、非導電性材料としてゴム製品に使用する樹脂と、分散質として導電性を有するカーボン粒子を混錬する。
なお、非導電性材料と分散質を総称して、「混練材料」あるいは「混練物」と記す場合がある。
非導電性材料と導電性を有する分散質が混合されると、得られた混練物は、排出口2bから排出する。排出口蓋部2hは、排出口2bを開閉可能な状態でケーシング2に設置する。
なお、ロータ3の回転方向や速度は、十分な混練が可能であれば特に限定されるものではない。例えば、ロータ3の回転は、一対のロータ3が互いに異回転の非噛み合い型であっても、同回転の噛み合い型としてもよい。
また、羽根部3bの羽根の大きさや形状、螺旋構造の周期は、混合室4内における混練材料の流動挙動を最適にして十分な混練が可能であれば任意のものでよい。
図2は、圧力測定部5の構造を説明するための断面図である。圧力測定部5は、ケーシング2の混合室側表面の混練物と接触する箇所に受圧部5aが設けられており、その下部に緩衝部5b、圧力センサ5c、それらの周囲を囲むガイド5dを備える。圧力測定部5は、抑え板5eとボルト5fによりケーシング2に固定される。
温度測定部7は、ケーシング2の混合室側表面の混練物と接触するように設けられている。温度測定部7は、混練物と接触する感熱部で検出した温度を判定部8に送信する。
図3は、電気特性測定部6の構造を説明するための概略説明図である。電気特性測定部6は、ケーシング2の混合室側表面の混練物と接触する箇所に設置された一対の電極(第1電極部6a、第2電極部6b)と、この一対の電極間に測定用電圧を印加するための電圧印加部6dを備える。また、図3に示すように、第1電極6aと第2電極6bを電気的に絶縁するための絶縁部材6cを有して構成される。
判定部8は、圧力測定部5、電気特性測定部6、温度測定部7と電気的に接続され、電気特性測定部6で測定された電気特性値と、圧力測定部5で測定された圧力値と、温度測定部7で測定された温度値を受信する。判定部8は、電気特性測定部6で測定された電気特性値、圧力測定部5で測定された圧力値と温度測定部7で測定された温度値から、混練物の分散状態を判定し、混練作業の進捗を表示する。
これにより、判定部8は、最適な混練時間で混練を終了させる指示をすることが可能となり、作業効率を向上させることができる。
本発明の第2の実施態様の混練装置1Bは、圧力測定部5と電気特性測定部6が一体となった複合測定部9を有するものである。
なお、圧力測定部5と電気特性測定部6以外は、上記第1Aの実施態様と同様であるので、圧力測定部5と電気特性測定部6が一体となった複合測定部9について説明する。
また、複合測定部9の電気特性測定部及び圧力測定部と判定部8との情報の伝達は、配線等により直接接続された通信手段を用いても、無線等の通信手段を用いてもよい。
複合測定部の形状は、図6に示す円柱形状に限定されるものではなく、種々の形状でもよい。図7に、複合測定部の他の態様を示す。例えば、図7(A)に示す複合測定部は、略四角柱形状の受圧部9kと、略四角筒形状の第1電極9l、第2電極9n及び絶縁部材9mを備えた複合測定部である。また、図7(B)に示す複合測定部は、略四角柱形状の受圧部と、略円筒形状の第1電極9e、第2電極9f及び絶縁部材9gを備えた複合測定部である。
Claims (6)
- 非導電性材料に分散質を分散させる混練装置であって、
前記非導電性材料と前記分散質との混練物に接触する受圧部を有し、前記非導電性材料と前記分散質との混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定部と、
前記圧力測定部により測定される圧力値に基づいて前記非導電性材料への前記分散質の分散状態を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする、混練装置。 - 前記分散質は、導電性を有する分散質であって、
前記非導電性材料と前記導電性を有する分散質との混練物に接触する電極部と、前記電極部が有する一対の電極の間に所定の測定用電圧を印加する電圧印加部と、を有し、前記混練物の電気特性値を測定する電気特性測定部と、を備え、
前記判定部は、前記電気特性測定部により測定した電気特性値と分散状態との関係に、前記圧力測定部により測定される圧力値を用いて補正を加えることにより、前記非導電性材料への前記導電性を有する分散質の分散状態を判定することを特徴とする、請求項1に記載の混練装置。 - 前記非導電性材料と前記導電性を有する分散質との混練物に接触する感熱部を有し、前記非導電性材料と前記導電性を有する分散質との混練物にかかる温度値を測定する温度測定部と、を備え、
前記判定部は、前記電気特性測定部により測定した電気特性値と分散状態との関係に、前記圧力測定部により測定される圧力値及び前記温度測定部により測定される温度値を用いて補正を加えることにより、前記非導電性材料への前記導電性を有する分散質の分散状態を判定することを特徴とする、請求項2に記載の混練装置。 - 前記電気特性測定部及び前記圧力測定部は、近傍に配置されることを特徴とする、請求項3に記載の混練装置。
- 前記電極部の形状が筒形状であり、前記受圧部は、筒形状の電極部の内側に配置されることを特徴とする、請求項2〜4のいずれかに記載の混練装置。
- 非導電性材料に分散質を分散した混練物の製造方法であって、
前記非導電性材料と前記分散質との混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定ステップと、
前記圧力測定部により測定される圧力値に基づいて前記非導電性材料への前記分散質の分散状態を判定する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする、混練物の製造方法。
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